Đề tài Thiết kế chi tiết phôi đúc cho chi tiêt số 25 với vật liệu là gang xám

Bài tập lớn thiết kế phôi đúc I.Đề bài :thiết kế chi tiết phôi đúc cho chi tiêt số 25 với vật liệu là gang xám ,đúc trong khuôn cát ,làm khuôn bằng tay,dạng sản xuất nhỏ ,mẫu bằng gỗ. II.nhiệm vụ: 1.Thuyết minh và tính toán : -Phân tích công nghệ của vật đúc -Phân tích phương án vật đúc trong khuôn cát trong mặt phân khuôn phương án dẫn kim loại vào khuôn. -Xác định các thông số của bản vẽ đúc -Tính toán ,thiết kế hệ thống rót -Quy trình làm khuôn đúc 2.Vẽ bản vẽ: -Vẽ bản vẽ chi tiết -Vẽ bản vẽ đúc -Vẽ bản vẽ mẫu -Vẽ bản vẽ chung của hộp lõi -Bản vẽ chung của khuôn đúc III.Thiết kế đúc: 1.Nghiên cứu bản vẽ chi tiết và phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết -bản vẽ chi tiết hơi phức tạp -có 6 lỗ F50 và 1 lỗ F60 ở chính giữa -Độ chính xác bề mặt không cao nên ta có thể gia công cơ một cách dễ dàng -Đĩa gân có tác dụng trợ lực ,các góc lượn R5 và R10 đảm bảo tính điền đầy kim loại -Thành đứng có độ cao nên ta phải thiết kế tạo độ dốc sao cho hướng rút mẫu dễ dàng 2.Bản vẽ đúc: Bản vẽ đúc được xây dựng trên cơ sở của bản vẽ chi tiết vì vậy bản vẽ đúc phải thể hiện được : -Mặt phân khuôn -Chuyển tiếp chiều dày giữa các thành dày ,mỏng của vật đúc -Lượng dư gia công cơ ,lượng thừa -Độ dốc rút mẫu -Góc đúc -Hình dạng,kích thước lõi ,gối lõi ,riêng kẽ hở giữa gối lõi và thành khuôn phải vẽ trích -Vị trí ,hình dạng kích thuớc của hệ thống rót và vị trí dẫn vào lòng khuôn Chọn mặt phân khuôn Khi chọn MPKcần đảm bảo những yêu cầu sau: -Đảm bảo yêu cầu về chất lượng vật đúc -Công nghệ làm khuôn dễ -Rút mẫu dễ dàng nhất -Đảm bảo độ chính xác hình dáng vật đúc Theo yêu cầu phân tích trên ta thấy:vật đúc làm việc chủ yếu chịu lực ở phần dưới cho nên đảm bảo vật đúc tốt nên ta chọn mặt phân khuôn như hình vẽ Vì toàn bộ vật đúc nằm trong hòm khuôn nên tránh được lệch khuôn khi làm khuôn, hòm khuôn trên nhẹ và dễ dàng cho việc lắp khuôn b. Xác định lượng dư gia công cơ: Giá trị lượng dư gia công cơ phụ thuộc vào hợp kim đúc ,kích thước lớn nhất của vật đúc ,tính chất sản xuất ,mức độ phức tạp của chi tiết phưong pháp làm khuôn ,vị trí bề mặt gia công và cấp chính xác của vật đúc Với vật đúc làm bằng gang xám , làm khuôn bằng tay,đúc trong khuôn cát,cấp chính xác các bề mặt ngoài là 3 bề mặt lỗ là 4,kích thước lớn nhất F416 Tra bảng I-4 ta chọn được lượng dư gia công như sau F416 lương dư cho phép là:4,5 mm F120 4,5mm chiều dài trụ 188 4,5mm bề mặt lỗi có chièu dài 126,độ bóng cấp 4 lượng dư gia công :2,5mm Xác định độ dốc rút mẫu Độ dốc rút mẫu co trên các thành đứng của vật đúc theo chiều rút mẫu .mục đích là dễ rút mẫu và tạo tính điền đầy khuôn,thành càng cao góc nghiêng càng nhỏ -Chiều cao trụ 188mm có độ dốc rút mẫu:1o - 54;70;78mm :1 030’ - 29 :20 Xác định dung sai kích thước của vật đúc: Để đảm bảo cho vật đúc có trọng lượng kích thước đạt yêu cầu với kích thước lớn nhất ,cấp chính xác là 3 Tra bảngI-17 ta được: Với F416 ±2,5vàF358±2,5 Với F120±1,5 và F60±1,5 Chiều cao của trụ h=188±2,0 và h=126±2,0 Thiết kế gối lõi 6 lỗ F50 có nên ta có thể thay lõi bằng phần nhô nên của khuôn dưới Lỗ F60 có nên không thể thay thế bằng phần nhô nên của lõi mà ta phải làm lõi tươi hoặc khô. -Gối lõi :gối lõi để định vị lõi trong khuôn vì vậy gối lõi phải đảm bảo sao cho không bị xô lệch theo hướng làm sai lệch kích thước vật đúc ,đồng thời hình dạng phải đơn giản để đặt lõi vào khuôn . Kích thước gối lõi không đủ lớn sẽ làm lở gối lõi hoặc lún tại gối lõi ở khuôn . Nếu kích thứoc quá lớn sẽ làm tăng trọng lượng gối lõi và làm tốn cát Tra bảng I-10 ta có Chiều cao gối lõi đứng dưới =35mm Tra bảng I-11 ta có Chiều cao gối lõi trên =20mm +Xác định góc nghiêng b,a của gối lõi trên và dưới Tra bảng I-13 Góc nghiêng của gối lõi dưới a=7 Góc nghiêng của gối lõi trên b =10 +Khe hở cần thiết giữa gối lõi và tai gối trên khuôn Tra bảng I-14 ta có Với h1=20 mm có S1=0,15mm Với h2=35mm có S2=0,25mm Thiết kế quy trình chuyển tiếp giữa chiều dày của vật đúc Để đúc nguội đều ,tránh nứt và ứng suất dư cần có thành phần chuyển tiếp giữa thành dày và thành mỏng trong bản vẽ chi tiết đã cho đã có các bán kính cong thoả mãn điều kiện nên ta không cần phải tính toán laị IV. Thiết kế bản vẽ mẫu Hình dạng và kích thuớc mẫu Căn cứ vào bản vẽ đúc ,ta tạo mẫu như hình vẽ +Mặt phân mẫu chọn trùng với mặt phân khuôn +Hình dáng mẫu giống hình dáng bên ngoài của vật đúc kể cả lượng dư và lượng thừa ,góc nghiêng Dung sai và kích thước mẫu Vì sản xuất đơn chiếc và làm khuôn bằng tay ta chọn độ bền mẫu là độ bền cấp 3 F416±1,5 và F358±1,5 F120±0,8,F60±0,5 chiều cao h=188±0,8 và h=126±0,8 Các bán kính R5±0,5 và R10±0,5 Xác định độ hụt mẫu Để xác định độ hụt mẫu ta tính khói lượng của vật đúc kể cả lượng dư và lượng thừa có G=g.v trong đó g=7,2 g/cm3 v=10051 cm3 G=10151x6,8=72(kg) Chiều dày thành vật đúc lớn nhất là 30 mm Tra bảngI-15 ta có 1mm Thiết kế hệ thống rót Chọn chỗ rót kim loại như hình vẽ Kiểu hệ thống rót là kiểu dãnh dẫn nằm ngang ở MPK Tính toán cụ thể kích thước của hệ thống rót Trong đó SFd là tổng diện tích dãnh dẫn G :tổng khối lượng vậtđúc (kg) Tính cả hệ thống rót đậu ngót sẽ là 1,3G m: hệ thống cản thủy lực Muốn tính Hp ta phải tính sơ bộ hòm khuôn Chiều cao ống rót L1 là khoảng cách từ tâm ống rót tới điểm xa nhất của vật đúc L1=b+416=50+416=466 mm (b=416 dược tra theo bảng I-22b) tra bảng I-19 ta được a=8o ịhd=l1.tga=466.tg8o=65,5 mm hv là chiều cao của vật đúc kim loại chảy vào ịhv=0 mm ịhd=65,5+0=65,5 mm +Tính tổng diện tích dãnh dẫn Thời gian rót Tra bảng s=1,5 ị +Tính sơ bộ kích thước hòm khuôn Khoảng cách từ mặt trên mẫu tới mặt trên khuôn h1=90 mm Khoảng cách từ mặt dưới mẫu tới thành khuôn h2=90 mm Khoảng cách từ mẫu tới thành khuôn a=50 mm Khoảng cách từ thành ống rót tới thành khuôn c=60 mm Khoảng cách từ dãnh lọc xỉ tới mẫu b=50 mm Hp: áp suất trung bình của cột kim loại trong khoảng thời gian điền đầy khuôn Trong đó C:chiều cao vật đúc trong khuôn ở vị trí rót P:chiều cao phần vật đúc nằm trong nửa khuôn trên tính từ dãnh dẫn kim loại trở nên . ở đây P=0 H : chiều cao cột kim loại lỏng tính từ đáy rãnh dẫn tới mặt thoáng kim loại Do Hp=0 ịH=Hp=90 mm=9 cm m=0,42 ị Theo công thức thực nghiệm ị 4.Tính kích thước cụ thể của hệ thống rót d2 >40 ịchia làm 2 ống rót d2=36 mm Đường kính trên d1=115%d2=41 mm +rãnh lọc xỉ:chọn rãnh lọc xỉ có tiết diện hình thang,tiết diện hình thang cao(kiểu a bảng I -20) b=47mm a=69mm h=69 mm r=8mm do dãnh dẫn và rãnh lọc xỉ có cùng 1 hom khuôn +Rãnh dẫn : dạng hình thang tra theo bảng I-21 ta được Do SFrd=35,5 cm2 nên ta chia làm 3 rãnh dẫn Frd1=Frd2=Frd3=11,8cm2 Chọn rãnh dẫn loại II (h=a) A=32mm b=26mm h=34mm 5.Đậu hơi và đậu ngót Đậu hơi là nơi dẫn khí ra khỏi lòng khuôn đồng thời là nơi báo hiệu mức chất lỏng kim loại trong khuôn trong quá trình rót kim loại Đậu ngót có tác dụng bổ xung kim loại cho vật đúc .Đối với gang xám ít co nên ít khi dùng đậu ngót trong bản vẽ này do thành khuôn không quá dầy nên ta không dùng đậu ngót +Chọn vị trí đặt đậu hơi như hình vẽ Chiều dày thành đặt đậu hơi =29 Tra theo bảng I-22 ta được d=48 mm d1=58 mm d2=77mm h=131mm r=3mm V.Quá trình làm khuôn 1.Xác định kích thước cơ bản của hòm khuôn khuôn dùng một lần có thể đóng bằng gỗ ,nếu dùng nhiều lần có thể đúc bằng gang, hình dáng hòm khuôn có thể làm đặc biệt cho một loại chi tiết nào đó ở phần trên ta đã xác định được kích thuớc cơ bản của hòm khuôn,ta chọn cụ thể hơn chọn hòm khuôn hìmh chữ nhật có kích thước trung bình là Trong đó L: chiều dài khoảng rỗng của hòm =630 mm B:chiều rộng của hòm khuôn =516 mm Khuôn có kích thước trung bình là 630 mm x516mm>400x500 nên ta phải có thêm phần gân để tăng độ bền cho khối cát trong khuôn ,gân nên cách mẫu một khoảng 20-30 mm ,để giảm khối lượng nên làm các lỗ trên gân lấy =0,75chiều dầy thành hòm ,để có đường thoát khí thành hòm phải có 3-4 lỗ tròn Tra bảng I-23 ta dược các kích thước cơ bản của hòm khuôn Chiều dày thành hòm khuôn t=10mm b1 =20mm b2=40mm h1=10mm h2=15mm 2.Tính lực đẩy kẹp khuôn :khi rót kim loại lỏng vào lòng khuôn sẽ xuất hiện một lực đẩy ,nên ta phải tính toán để xác định lực kẹp khuôn cho hợp lý ,tránh trường hợp bị đẩy hòm khuôn trên dẫn đến chi tiết bị biến dạng không sử dụng được nữa lực đẩy hòm khuôn bằng thể tích khối cát tương tương trong hòm khuôn trên nhân với khối lượng riêng của gang Pd=Vtđ.gg Trong đó Vtđ=24193 cm3 ịPđ=24193.7,2=174189(g)=174,189N Khối lượng hòm khuôn trên Phk=Vkt. gcát Trong đó Vkt=178.630.516=57864(cm3) ịPhk=57864.2,8=162019(g)=162N ịPđè=Pđẩy-Phk=179-162=17N +Trình tự làm khuôn a.Giã khuôn :trước tiên ta phải chuẩn bị mẫu được làm sạch ,đặt mẫu lên tấm đỡ đặt hòm khuôn ,phủ cát áo ,phủ cát đệm đầm chặt Phần khuôn dưới được làm trong hòm khuôn dưới ,có một phần được nhô lên Phần khuôn trên được làm trong hòm khuôn trên ,có một phần nhô xuống Sau khi đã dã xong hòm khuôn trên cần dùng săm hơi để xăm các lỗ thoát khí trên hòm khuôn ,tiếp theo ta đặt hòm khuôn trên hòm khuôn dưới lấy chính xác theo chốt định vị của 2 nửa mẫu dùng cscs chốt định vị của hòm khuôn trên để giữ vị trí của chính xác của hòm khuôn dưới sau khi rút mẫu Rút mẫu Sau khi đã định vị được vị trí chính xác vị trí hòm khuôn trên so với hòm khuôn dưới ta nhấc hòm khuôn trên để rút mẫu ,đậu ngót ,ống rót khi rút mẫu cần nhẹ nhàng . Sửa khuôn Sau khi rút mẫu nếu có nhưng chỗ bị hở thì cần phải sử dụng những dụng cụ để sửa lại cho chính xác Lắp khuôn Hoàn thành song việc sửa khuôn ta có thể vào việc lắp khuôn , khi nãy ta đã đặt chốt định vị giữa hòm khuôn trên và hòm khuôn dưới bây giờ chỉ việc nhẹ nhàng đặt lại đúng với các chốt khi nãy .